Нуждается ли земная жизнь в регулярном побивании камнями?

Ребекка Мартин из Колорадского университета в Боулдере и Марио Ливио из Института космического телескопа в Балтиморе разработали довольно экстравагантную теорию, предполагающую, что для формирования жизни на Земле в Солнечной системе непременно должен быть пояс астероидов, причём строго там, где он находится сейчас.

Иначе нас с вами не было бы! Отсюда следующее умозаключение: поиски внеземной жизни дóлжно сосредоточить на тех системах, в которых неподалёку от «снеговой линии» есть свой пояс астероидов.

Если газовые гиганты мигрируют внутрь снеговой линии, то пояс разрушен (вверху), если не мигрируют вообще, то, наоборот, вовсе не теряет астероиды, становясь слишком плотным. (Иллюстрация NASA, ESA, STScI / A. Feild.)

Вот как рассуждают учёные. Наблюдения экзопланетных систем показывают, что так называемая тёплая пыль, являющаяся, по всей видимости, итогом столкновений астероидов, концентрируется в районах, близких к «снеговой линии». Это может объясняться тем, что именно за ней формируются планеты-гиганты, лёгкие элементы которых не смогли бы сконденсироваться на поверхности небесного тела, будь оно ближе к Солнцу. Колоссальная гравитация таких гигантов, по мнению учёных, исключает образование землеподобной планеты у пояса астероидов: планетезимали в этом случае просто не могут сгруппироваться, поскольку от центра тяжести самого пояса астероидов их оттягивает газовый гигант (у нас — Юпитер). Впрочем, несмотря на всеобщность сценария формирования пояса астероидов, его дальнейшая судьба более чем в 95% случаев не совпадает с долей нашего пояса. Дело в том, что в 96% изученных планетарных систем (501 из 520) газовые гиганты удалены от своего светила на расстояние, меньшее дистанции до «снеговой линии». Образовавшись за ней, за счёт гравитационного резонанса они постепенно мигрировали внутрь неё, расшвыривая астероиды из пояса и резко снижая их концентрацию внутри «снеговой линии».

Тут мы подходим к очень сложному моменту гипотезы. По мнению американцев, астероиды не просто нужны для формирования жизни на планетах. Даже если жизнь возникнет без них, её развитие до сложных форм вряд ли возможно. Почему? Во-первых, поздняя тяжёлая бомбардировка, по всей видимости, принесла на поверхность Земли много воды из районов за «снеговой линией». А без воды появление жизни затруднено. Во-вторых, систематические падения астероидов из пояса должны «обновлять кадры», ликвидируя доминирующие виды, находящиеся на вершине пищевой пирамиды, и позволяя их меньшим братьям попытать счастья в новой, освободившейся экологической нише. В общем, всё, что не убивает биосферу Земли начисто, делает её сильнее, etc.

Примерно так выглядела Земля в период поздней тяжёлой бомбардировки. Если газовые гиганты не мигрируют, такое состояние планеты может оказаться очень долгим, что помешает формированию жизни. (Иллюстрация Julian Baum.)

Мнение необычное. И дело не только в том, что воды довольно много даже в земной мантии. Сама гипотеза о том, что регулярный мини-Апокалипсис необходим для формирования сложных форм жизни, не вполне доказана в собственно биологической среде и требует серьёзной проработки. В некоторые прошлые эпохи количество видов, по всей видимости, было не меньше нашего, что намекает на неплохой уровень развития сложной жизни без астероидного вмешательства… Не вполне ясно и то, что следует иметь в виду под «снеговой линией». Согласно концепции молодого слабого Солнца, пояс астероидов на заре Солнечной системы по меньшей мере частично был внутри «снеговой линии», а сейчас ситуация существенно изменилась.

Наконец (и это вопрос №1 к теории о том, что «жизнь процветёт лишь там, где её регулярно побивают астероидами»), как отмечают авторы, то, что лишь в 4% систем газовые гиганты находятся за пределами «снеговой линии» (как у нас), «определённо может быть последствием эффекта выборочности наблюдений». Действительно, текущие методы поиска экзопланет лучше всего справляются с газовыми гигантами, максимально близкими к светилам — то есть, как правило, находящимися глубоко внутри «снеговой линии». Если же гиганты, как в Солнечной, располагаются за её пределами, найти их пока практически нереально. Так как же можно быть уверенным в том, что лишь в 4% экзопланетных систем тамошние юпитеры находятся вне «снеговой линии», не давая развиться сложной жизни внутри неё?

Изложение теории вскоре появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам НАСА.